(57)【要約】【課題】  熱分解溶融炉で生成されるガスから分離された微細炭化物(チャー)を、熱分解に必要な熱源として利用しながら、熱分解における水性ガス化反応を効率良く促進させ、ＣＯ及びＨ２の生成効率を高めることができる熱分解溶融炉におけるガス化改善方法の提供。【解決手段】  炉上部から投入したゴミ等を熱分解して生成ガスを取り出し、炉下部において炭化物(チャー)を溶融処理する熱分解溶融炉において、生成ガスに含まれる微細の炭化物(チャー)を分離し、該炭化物(チャー)を水分含有率２％〜６０％に湿潤させて、該炭化物(チャー)を、熱分解溶融炉の炉下部の空間に吹き込む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解溶融炉において炉上部から投入したゴミ等を熱分解して生成ガスを取り出し、炉下部において炭化物を溶融処理する熱分解溶融炉において、
前記生成ガスに含まれる微細の炭化物を分離し、
該炭化物を水分含有率２％〜６０％程度に湿潤させ、
該炭化物を前記熱分解溶融炉の炉下部空間に吹き込むことを特徴とする熱分解溶融炉におけるガス化改善方法。
【請求項２】
前記炭化物の湿潤を、炉下部空間への吹き込みに用いる酸素又は空気の湿度を高めることで行う請求項１記載の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法。
【請求項３】
前記炭化物の湿潤を、該炭化物に対し水蒸気または水をスプレーすることにより行う請求項１記載の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミ等を熱分解させて生成ガスを取り出し、且つその炭化物(チャー)を溶融処理するようにしたガス化溶融プラントにおけるガス化改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、熱分解溶融炉においては、生成ガス中に含有される微細の炭化物が、後工程である生成ガスの燃焼に好ましくないという問題点が浮上しており、こうした問題を解決するために、これまでに、生成ガスから微細の炭化物を分離（固気分離）するという対策案が提案されている（特許文献１参照）。
例えば、生成ガスをサイクロン型等の固気分離機を通過させ、ここで微細の炭化物を沈降分離し、クリーンな生成ガスを燃焼工程に送り込むようにするものである。
【０００３】
また、現場においては、分離した炭化物の事後処理方法として、熱分解溶融炉の燃料源として再利用しようという考え方が生まれてきており、その炭化物を、熱分解溶融炉の炉下部空間に吹き込み、燃料の削減を図ることも提案されている。
【０００４】
ところで、熱分解溶融炉は、従来の燃焼方式のゴミ処理とは異なり、本来、ゴミ等を熱分解することにより、ゴミ処理と共にＣＯ，Ｈ２及びＣＨ４等のガスを生成し、これを再利用することが主な目的である。
このガスの生成は、酸化、還元反応を伴う水性ガス化反応により、結果として、Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２の反応が生起されていることは周知のことである。
そして、この水性ガス化反応には、Ｈ２Ｏ（水分）が大きな影響を与えるものであり、特に上記反応式から分かるように、ＣＯ及びＨ２を生成するのに重要な要素である。
【０００５】
これまでは、こうした水性ガス化反応に必要な水分は、ゴミ等に含まれる水分に依存していたものであるが、炉上部から投入されて暫時加熱され、炭化に至るゴミ等は、その温度上昇過程において蒸発し、水性ガス化反応が期待できる温度領域〈６００℃〜１０００℃〉に至っては、殆ど残存していないのが現実であり、こうした問題点を解決する一手段として、本発明者は、反応域までの水分残留を図る特殊なゴミのペレットを使用することを提案している（特許文献２参照）。
【０００６】
こうしたゴミペレットも一つの解決手段ではあるが、特殊な塊状のペレットを形成する必要があるというコスト状及び時間的な問題があり、また、特殊な塊状故の炉内での炭化過程、或いは棚落ち上の問題もある。
【特許文献１】特開２０００−７４３３５号公報
【特許文献２】特開平１１−１５９７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、熱分解溶融炉で生成されるガスから分離された微細炭化物を、熱分解に必要な熱源として利用しながら、熱分解における水性ガス化反応を効率良く促進させ、ＣＯ及びＨ２の生成効率を高めることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明（請求項１）の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法は、
熱分解溶融炉において炉上部から投入したゴミ等を熱分解して生成ガスを取り出し、炉下部において炭化物(チャー)を溶融処理する熱分解溶融炉において、
前記生成ガスに含まれる微細の炭化物(チャー)を分離し、
該炭化物(チャー)を水分含有率２％〜６０％程度に湿潤させ、
該炭化物(チャー)を前記熱分解溶融炉の炉下部空間に吹き込む構成とした。
【０００９】
又、本発明（請求項２）の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法は、
請求項１記載の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法において、前記炭化物(チャー)の湿潤を、炉下部空間への吹き込みに用いる酸素又は空気の湿度を高めることで行う構成とした。
【００１０】
又、本発明（請求項３）の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法は、
請求項１記載の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法において、前記炭化物(チャー)の湿潤を、該炭化物(チャー)に対し水蒸気または水をスプレーすることにより行う構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、熱分解溶融炉の生成ガスに含まれる炭化物(チャー)を分離して再利用するに、これを単に燃料源として炉内に吹き込むのではなく、所要の水分を湿潤させた上で吹き込むことにより、水性ガス化反応を促進させ、以って、ＣＯ及びＨ２の生成を効率良く行うことが出来る利点がある。
本発明のその他の具体的な効果は、上記発明の実施の態様の項及び実施例の項において詳述した通りである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において、前記炭化物(チャー)の湿潤を、炉下部空間への吹き込みに用いる酸素または空気の湿度を高めることで行うことが好ましい。
この空気の湿度は、５０％〜８０％程度であると、湿潤性を有する炭化物（チャー）であるため、固気分離機（サイクロン型等）から炉内部までの搬送途上において、充分に上記水分含有率２％〜６０％に達する水分補給が可能である。
【００１３】
又、本発明において、前記炭化物(チャー)の湿潤を、該炭化物(チャー)に対し水蒸気又は水をスプレーすることにより行うことが好ましい。
このように水蒸気又は水をスプレーする方式を用いる場合には、固気分離機（サイクロン型等）から炉内部までの搬送経路が短い場合でも、確実に炭化物(チャー)を湿潤させ得ると共に水分含有率の制御を行ない易い。
【００１４】
本発明に言う炭化物(チャー)の水分含有率は、炭化物（チャー）の持つ熱エネルギーより充分に低い量の水分（蒸発潜熱）により決定されると共に所要の水性ガス化反応に必要とされる所要の水分量により決定されるが、２％乃至６０％程度であれば、これらの条件を充足する。しかし、水分含有率が、この数値よりも多少低くても水性ガス化反応は進行して目的を達成するし、高い場合でも、熱エネルギーの補給があればより効率のよい反応が期待出来る。例えば、燃料ガスの補給や、湿潤していない炭化物（チャー）を間欠的に投入する等の方策を併用する場合である。
【００１５】
尚、炭化物(チャー)に対する水分補給は、固気分離機（サイクロン型等）から炉内部までの搬送経路であれば、適宜の工程において行なわれてよいものであり、当初の炭化物(チャー)の不活性ガスによる搬送工程、冷却工程、或いは炉内へ吹き込む時の空気搬送工程の何れであっても問題はない。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明にかかる熱分解溶融炉におけるガス化改善方法の好適実施例について、図面を参照しながら詳述する。
図１は熱分解溶融炉におけるガス化改善方法の第１実施例を示すフローチャートである。
熱分解溶融炉１では、炉上部に設けたゴミ供給装置１０から投入したゴミ等を熱分解して、炉上部から生成ガス（ＣＯ、Ｈ２及びＣＨ４等）を取り出し、炉下部において炭化物(チャー)を溶融処理する。
【００１７】
上記生成ガスには、微細の炭化物（チャー）が含まれており、これをサイクロン型等の固気分離機２により分離し、クリーンな生成ガスは、次の燃焼工程へ送られ、ボイラー加熱等に利用される。
そして、分離された微細の炭化物（チャー）は、不活性ガス（窒素）の下で搬送されて冷却処理される。
【００１８】
この炭化物(チャー)は、前記熱分解溶融炉１の炉下部空間１ａに側方から吹き込まれるもので、この第１実施例では、炭化物(チャー)の湿潤を、ノズル３から炉下部空間１ａに吹き込む酸素または空気の湿度を加湿装置５により高めることで行うようにしている。
【００１９】
図２は熱分解溶融炉におけるガス化改善方法の第２実施例を示すフローチャートである。
【００２０】
この第２実施例では、分離された炭化物(チャー)は、前記熱分解溶融炉１の炉下部空間１ａにノズル３により側方から吹き込まれるもので、その吹き込み前に、水蒸気又は水をスプレー装置７により噴霧した水分で、水分含有率が１０％〜６０％になるように湿潤される。
この水量は、搬送されてくる炭化物(チャー)の量により決定される。この炭化物(チャー)の量は、上記固気分離機２を経た後の定量切り出し装置４により予め決定されている。因みに、この種の炭化物(チャー)は、湿潤性を有する為に、自然放置する場合、水分含有率が３０％程度まで自動的に進行するものである。
【００２１】
このようして炉下部空間１ａ内に吹き込まれた炭化物(チャー)は、燃料源として熱分解反応に必要所要の熱量を分担することになり、燃料の節減に寄与すると同時に、これに含まれる水分により、炉内の水性ガス化反応が最も生じる。
特に、６００℃から７００℃において、Ｃ＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋２Ｈ２及びＨ２＋１／２Ｏ2→Ｈ２Ｏの反応は起きると共に僅かにＣ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２の反応が起こり得る。また、６００℃〜１０００℃においては、主に、Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２の反応が生じ、Ｈ２の発生が多くなる（７０％）。従って、温度の高い炉床近傍の空間に炭化物(チャー)を吹き込むことで、同時にＨ２Ｏを供給できることになり、この水性ガス化反応の促進が期待できるので、結果として、Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２の反応を得て、ＣＯ及びＨ２の効率の良い生成を成し得る。尚、熱分解溶融炉における水性ガス化反応については、本発明者の提案する特開平１−１５９７２１号公報を参照のこと。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の活用例として、熱分解溶融炉が、熱分解域と溶融域とで分離独立した構成のものにあっても、その熱分解域から発生した炭化物(チャー)を、水分を含有させることで、熱分解域の熱源として、また、熱分解域での水性ガス化反応の助剤として利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法の第１実施例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の熱分解溶融炉におけるガス化改善方法の第２実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１：熱分解溶融炉
１ａ：炉下部空間
１０：ゴミ供給装置
２：固気分離機
３：ノズル
４：定量切り出し装置
５：加湿装置
７：スプレー装置
【図１】
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【図２】
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